Python进阶篇-struct字节对齐问题
Python进阶篇-struct字节对齐问题
Python调用C的时候，会传递一些复杂的数据结构，例如结构体，这时候就会遇到各种各样字节对齐的问题。下边所有的例子都是在windows 64bit下的结果。
格式字符串
说到这里我们就要来说一下python中的格式字符串，格式字符串顾名思义。就是一个字符串中的每一个字符代表一个数据类型。格式字符串由两部分构成，第一部分是字节序和对齐方式， 第二步是是具体的数据类型。python中格式字符和对应的数据类型关系如下表。
例如“icc”，就代表要解析的结构体的三个成员数据类型是interger, char, char。
字节序和对齐
字节序和对齐，一共有下表5种方式
默认情况下，字节序和对齐字符是“@”，byte order中native 的意思就是和当前系统大的字节序一致，size如果是native则这个时候数据类型的大小和sizeof是一致的，如果是starndard,则这个时候数据类型的长度是固定的，和格式字符和数据类型中的长度是一致的。alignment是native的话，和当前系统的对齐方式一致。
需要注意的是，alignment是native的时候，字节对齐是和系统一致，但是在python中padding只会在连续的结构体成员之间添加，不会在结构体的开头和结尾添加
size = struct.calcsize(’@icc’) 结果是6。
size = struct.calcsize(’@cic’) 结果是9。
原因是系统字节对齐是4，第一个c和i之间添加了3个字节padding,但是最后一个c，后边没有添加padding,所以结果是9而不是12.
如何解决这个问题？当然有办法，在格式字符串的最后添加一个“0X”，“X”是一个数据类型，如“l”，代表的就是long,这时候就是指定数据类型，这时候就和C语言中的字节对齐完全一致。
size = size = struct.calcsize(’@cic0i’) 结果是12。
举个例子
在C代码中定义结构体：
Struct Person{
int fortune;
char height;
char weight;
};假设从C代码中获取到的结构体数据是buf, 在python中使用struct模块按照上述的格式解析结构体中的数据。
python中使用struct.unpack(’@icc’, buf);解析结构体数据，这个时候就会报错。原因就是字节对齐导致两方的长度不一样。
size = struct.calcsize(’@icc’) 的结果是6，而sizeof(Person)的长度是8。这样就会导致解析错误。这是后需要指定格式对齐。
struct.unpack("@icc0i",buf)。这样就能正确解析C语言中的结构体。
希望能对大家有所帮助，祝大家在技术的道路上越走越远。
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